BR0107635B1

BR0107635B1 - gaxeta enrolada em espiral e processo para produzir uma tira de vedação para uma gaxeta enrolada em espiral.

Info

Publication number: BR0107635B1
Application number: BRPI0107635-3A
Authority: BR
Inventors: John Robert Hoyes; Stephen Woolfeden
Priority date: 2000-01-14
Filing date: 2001-01-12
Publication date: 2012-02-22
Also published as: US20030132579A1; EP1247033B1; KR100805787B1; DE60111822T2; US7204492B2; GB0000712D0; US20050006858A1; JP5113310B2; EP1247033A1; DE60111822D1; JP2003519765A; WO2001051834A1; US8876118B2; AU5790001A; KR20020091081A; CA2396659A1; BR0107635A

Description

"GAXETA ENROLADA EM ESPIRAL E PROCESSO PARA PRODUZIR UMA TIRA DE VEDAÇÃO PARA UMA GAXETA ENROLADA EM ESPIRAL"

A presente invenção refere-se a gaxetas, particularmente, a gaxetas enroladas em espiral tendo uma camada de vedação com melhoradas propriedades que é baseada em vermiculita quimicamente esfoliada.

A vermiculita esfoliada é um material resiliente resistente ao calor conhecido. A vermiculita esfoliada é convencionalmente formada por dilatação do mineral vermiculita usando gás, este material sendo referido aqui como "vermiculita esfoliada por gás". O gás pode ser termicamente gerado, neste caso o produto é chamado "vermiculita termicamente esfoliada" (TEV). TEV pode ser feita por vermiculita mineral de aquecimento instantâneo a 750-1000°C, em cuja temperatura a água (livre e combinada) no minério vaporiza rapidamente e as forças de repulsão iônica afastam as folhas de silicato que formam a matéria prima, assim ocasionando uma dilatação de 10- 20 vezes perpendicular ao plano das folhas. Os grânulos formados têm uma composição química que (além da perda de água) é virtualmente idêntica à da matéria prima. A vermiculita esfoliada com gás também pode ser feita por tratamento da vermiculita bruta com um produto químico líquido, por exemplo peróxido de hidrogênio, que penetra entre as folhas de silicato e subseqüentemente evolve um gás, por exemplo oxigênio, para ocasionar a esfoliação.

Uma forma diferente de vermiculita esfoliada é conhecida como "vermiculita quimicamente esfoliada" (CEV) e é formada por tratamento do minério e intumescimento do mesmo em água. Em um processo de preparação possível, o minério é tratado com solução de cloreto de sódio saturada para troca de íons magnésio para íons sódio, e então com cloreto de n-butil amônio para substituir íons sódio com íons R-C4-H9NH3. Na lavagem com água, ocorre o intumescimento. O material intumescido é então submetido a alto cisalhamento para produzir uma suspensão aquosa de partículas do vermiculita muito finas (diâmetro abaixo de 50 μη).

Conhece-se a utilização de vermiculita esfoliada como uma camada de gaxeta em folha, por exemplo uma gaxeta de escapamento automotivo, e para outros fins. Por exemplo, GB 2 193 953 B descreve, a formação de gaxetas semelhantes a folhas formadas a partir de partículas de vermiculita esfoliada com gás. Porque estas partículas não têm boa coerência, elas são ligadas juntas por partículas finas de CEV. O uso de CEV como um aglutinante retém a resiliência e resistência térmica, enquanto o uso de .outros aglutinantes inorgânicos pode resultar em uma estrutura não compressível. No entanto, apesar de vermiculita esfoliada ter excelente resistência térmica e um alto grau de resiliência, ela tem fraca resistência em água. Além disso, estes produtos foram fabricados usando CEV com um teor em água elevado em baixo teor de sólidos e consideráveis problemas de secagem foram encontrados durante a produção devido à tendência dos materiais contendo CEV de formar uma pele superficial que evita posterior escape de umidade.

As gaxetas enroladas em espiral sob bem conhecidas e são formadas a partir de uma tira de suporte de metal, convencionalmente de aço, e uma tira de vedação formada de um material resiliente, convencionalmente grafite dilatada (também chamada grafite esfoliada). Na formação de gaxetas enroladas em espiral, a tira de suporte de aço é alimentada em um mandril. A tira de suporte de aço é solada ou sozinha para formar um laço fechado em torno do mandril ou, alternativamente, é soldada em um anel interno da gaxeta que é, ela mesma, montada sobre o mandril. O mandril é, então, girado para estirar ainda a tira de suporte sobre o mandril para formar uma espiral planar. Simultaneamente, a tira de vedação é estirada entre as voltas da tira de aço, de modo que uma espiral da tira de vedação é formada interposta entre as voltas da tira de suporte. Quando a espiral da gaxeta foi completada, a tira de suporte de aço é soldada em si mesma para formar um laço fechado no lado de fora da gaxeta e a gaxeta é removida do mandril. Estas gaxeta s são utilizadas, por exemplo, para formar vedações entre os flanges nas extremidades dos tubos. A tira de suporte mantém a tira de vedação em posição e a tira de vedação forma uma vedação entre os flanges e entre as voltas da tira de suporte.

Deve ser evidente, a partir da descrição acima de como as gaxetas enroladas em espiral são formadas, que a tira de vedação da mesma deve ter suficiente resistência e flexibilidade para permitir que ela seja estirada na espiral e formada em uma gaxeta sem rompimento. Uma tira de vedação, formada a partir de uma folha de grafite dilatada, apesar de relativamente frágil, não tem resistência suficiente.

Em muitos casos, é desejável que uma gaxeta enrolada em espiral tenha um alto grau de resistência térmica, mas, em uma gaveta convencional, a resistência térmica é limitada pela da grafite dilatada que é menor do que desejável.

É um outro objeto de pelo menos algumas das. formas de realização preferidas da presente invenção prover uma gaxeta enrolada em espiral em que a tira de vedação tem aumentada resistência ao calor.

WO 98/53022 descreve a possibilidade de uma gaxeta enrolada em espiral tendo uma tira de vedação produzida a partir de composições CEV com uma tira de veículo para evitar o rompimento do material resiliente que, de outra forma, é considerado como sendo muito quebradiço para permitir a formação de uma gaxeta enrolada em espiral. Esta técnica tem encontrado problemas com deslaminação da tira de veículo durante a divisão da camada resiliente. Como resultado, adesivo foi aplicado em alguns casos à camada resiliente para evitar a deslaminação da tira de veículo.

Infelizmente, ao se prover adesivo aumenta-se o teor orgânico na camada resiliente e componentes orgânicos tendem a queimar em temperaturas elevadas provocando a formação de vazios que provêem vias de vazamento através do material, encolhimento e relaxamento da tensão. Além disso, o uso de uma tira de veículo aumenta o custo de processamento e complexidade. Como o uso de grafite com tiras de veicula não provê problemas de vazamento, meios de aplicar a tecnologia de tira de veículo em materiais de vermiculita quebradiços tem sido elaborados mas sem soluções efetivas até agora.

É um outro objeto de pelo menos algumas das formas de realização preferidas da presente invenção prover uma gaxeta enrolada em espiral compreendendo uma camada de vedação com melhorada resistência à água. É um outro tal objeto prover uma gaxeta enrolada em espiral com uma camada de vedação com reduzida perda na retenção da tensão e baixo escoamento contínuo sob carga constante. É um outro tal objeto da presente invenção prover uma gaxeta enrolada em espiral com surpreendentes melhoras.

De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, provê-se uma gaxeta enrolada em espiral compreendendo uma tira de vedação enrolada em uma espiral e uma tira de suporte enrolada em uma espiral de tal modo que a espiral da tira de vedação é formada interposta entre as voltas da tira de suporte, a tira de vedação compreendendo um material resiliente, o material resiliente compreendendo um componente CEV.em uma proporção de, pelo menos, 25% p/p da tira de vedação, o referido componente CEV sendo, pelo menos, parcialmente derivado de CEV seco, em que a tira de vedação não inclui uma tira de veículo.

Preferivelmente, o material resiliente também compreende um polímero resistente à hidrólise para melhorar a resistência à água da referida tira de vedação, a proporção do referido polímero não excedendo 20% p/p da tira de vedação.

Surpreendentemente, verificou-se que o uso destes níveis de CEV dá à tira de vedação suficiente resistência para ser enrolada em uma espiral sem o uso de uma tira de veículo, enquanto que, até agora, esperava-se que o uso de vermiculita tornava a tira de vedação muito quebradiça para fins de enrolamento sem o uso de uma tira de veículo.

Preferivelmente, o material resiliente ainda compreende um material de carga como uma placa, preferivelmente um material de carga moído.

Preferivelmente, a tira de vedação tem um baixo teor de umidade durante o enrolamento em espiral e, preferivelmente, durante a remoção da folha de formação sobre a qual as tiras de vedação ou camadas são formadas.

Preferivelmente, o teor de umidade reduz, de modo suficiente, a fragilidade da tira ou aumenta, de modo suficiente, a coesão da tira para permitir o referido enrolamento em espiral e remoção da folha formadora sem dano, como por divisão ou rasgamento, à tira.

Para evitar dúvidas, uma gaxeta enrolada em espiral da presente invenção pode prover vedação convencional entre peças estáticas. Um exemplo deste último deve ser uma vedação de haste de válvula.

Preferivelmente, a proporção de CEV é de, pelo menos, 30% p/p da tira de vedação, mais preferivelmente pelo menos 35% p/p da tira de vedação.

Tipicamente, o nível de CEV cai dentro da faixa de 25-80% p/p da tira de vedação, mais tipicamente 30-75% p/p da tira de vedação, mais tipicamente 35-70% p/p da tira de vedação.

Preferivelmente, a proporção do referido polímero é menor que 15% p/p da tira de vedação, mais preferivelmente menos que 10% p/p. E especialmente preferido um nível de polímero menor que 7,5% p/p, mais especialmente preferido um nível de polímero na faixa de 1,0-7,5% p/p da tira de vedação.

Preferivelmente, o componente de vermiculita quimicamente esfoliado da presente invenção inclui suficiente CEV seco, para prover uma massa da camada de vedação úmida com um reduzido teor de água que é capaz de ser seco antes de ocorrer uma substancial formação de película.

O termo polímero resistente à hidrólise inclui qualquer elastômero apropriado como polímeros elastoméricos à base de silício e carbono. Os polímeros apropriados para uso com a presente invenção incluem: borrachas de nitrila butadieno, borrachas de estireno butadieno, borracha natural, borracha butila, siloxanos (particularmente organossiloxanos, como dialquil siloxanos) e monômero etileno- propildieno. Os polímeros à base de dieno são apropriados porque eles são flexíveis e resistentes à hidrólise.

A tira de suporte pode ser feita de qualquer material de suporte apropriado com o qual a camada de vedação pode ser enrolada para formar a gaxeta enrolada em espiral. Os materiais de tira de suporte apropriados incluem aço inoxidável e ligas especiais como Inconel e Hastoloy que podem estar, ambos, na forma de tiras finas.

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, provê-se uma gaxeta enrolada em espiral compreendendo uma tira de vedação enrolada em uma espiral e uma tira de suporte enrolada em uma espiral de tal modo que a espiral da tira de vedação é formada interposta entre as voltas da tira de suporte, a tira de vedação compreendendo um material resiliente, o material resiliente compreendendo um componente CEV em uma proporção de, pelo menos, 25% p/p da tira de vedação, o referido componente CEV sendo, pelo menos parcialmente, derivado de CEV seco, em que a tira de vedação tem um nível de umidade de entre 3-20% do material resiliente de tira de vedação durante o enrolamento da referida gaxeta.

Preferivelmente, o nível de umidade da tira de vedação durante o enrolamento está entre 2-10% p/p do material resiliente da tira de vedação, mais preferivelmente 3-5% p/p.

Preferivelmente, a tira de vedação compreende 80% de material resiliente, mais preferivelmente 90% de material resiliente, mais preferivelmente consiste substancialmente totalmente de material resiJionte.

A tira de vedação, de acordo com este aspecto da invenção, pode ou não incluir uma tira de veículo.

De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, provê-se um processo de produção da tira de vedação para uma gaxeta enrolada em espiral, de acordo com o primeiro ou segundo aspecto da invenção, compreendendo as etapas de:

(a) a aplicação de um material de tira de vedação úmida a uma folha de formação para formar uma camada,

(b) secar parcialmente a referida camada de tira de vedação úmida sobre a folha de formação,

(c) remover a camada da folha de formação, e

(d) cortar a camada em tiras apropriadas para uso na formação de uma gaxeta enrolada em espiral.

Preferivelmente, o teor em sólidos d material de tira de vedação úmida antes da etapa de secagem está na faixa de 20-70% p/p do material.

Também é visado que a etapa (c) pode ser realizada após a etapa (d).

Preferivelmente, a folha de formação é capaz de suportar temperaturas de secagem aplicadas à camada de tira de vedação úmida. A folha de formação pode ser aço inoxidável, um polímero não reativo como PTFE ou outro material apropriado ao qual a camada não agarra.

Preferivelmente, o teor de sólidos da referida camada de tira de vedação está na faixa de 25-60% p/p do material úmido, mais preferivelmente 30-55% p/p do material úmido, mais preferivelmente 35-50% p/p do material úmido.

Preferivelmente, de acordo com qualquer aspecto da presente invenção, o CEV é misturado com um agente de carga como uma placa apropriada, como uma vermiculita termicamente esfoliada (TEV). Preferivelmente, o agente de carga é moído. Preferivelraente,. o agente de cargn compreende menos que 75% p/p da tira de vedação, mais preferivelmente menos que 70% p/p, mais preferivelmente menos que 65% p/p da tira de vedação. Preferivelmente, o teor em água da camada parcialmente seca durante a remoção da folha de formação é de 3-20% p/p, mais preferivelmente 5-15%, mais preferivelmente 7-13%. A folha de formação pode ser uma correia em movimento, que pode ser contínua ou não. Em muitos casos, o teor de TEV na camada é menor que 55% p/p.

Uma outra etapa de secagem pode ser realizada após remoção do material de camada de vedação a partir da camada de formação.

Uma massa de material da camada de tira de vedação úmida, de acordo com a presente invenção, pode ser secada em temperaturas entre 5 Ο- 135 °C, mais preferivelmente 60- 130 °C, mais preferivelmente 80- 125 °C. O material também pode ser deixado secar em torno da temperatura ambiente, mas é considerado que este será difícil de comercializar.

Preferivelmente, o material de tira de vedação úmido é espalhado sobre a folha de formação usando uma técnica de espalhamento apropriada como a aplicação de uma espátula. A calandragem também é visada.

Preferivelmente, o material de tira de vedação a úmido está na forma de uma pasta espalhável, preferivelmente, uma pasta fina ou uma consistência de suspensão espessa é utilizada.

Preferivelmente, a relação relativa de CEV derivado não seco para CEV seco no componente de tira de vedação secado está entre 0,01:1 e 20:1, mais preferivelmente entre 0,05:1 e 10:1, mais preferivelmente entre 0,1:1 e4:l.

Porque CEV é um material relativamente barato comparado com a vermiculita esfoliada com gás, por exemplo TEV, em uma gaxeta enrolada em espiral de acordo com a invenção, a camada resiliente pode também compreender partículas de vermiculita esfoliada com gás, por exemplo a tira pode compreender partículas de vermiculita esfoliada com gás ligada com as partículas de CEV. O material usado pode ser moído ou de outra forma reduzido em tamanho de partícula para um tamanho de partícula de menos que 50 μm, no entanto, preferivelmente, o tamanho de partícula de pelo menos uma proporção substancial é maior que 50 μm, preferivelmente 50-300 μm, mais preferivelmente 50-250 μπι, mais preferivelmente 50-200 μm. Outros aditivos possíveis incluem talco, mica e vermiculita não esfoliada.

Por CEV seco, significa CEV tendo um teor em umidade de menos que 20% p/p, mais preferivelmente menos que 10% p/p, mais preferivelmente menos que 5% p/p.

Preferivelmente, o componente CEV no material úmido compreende uma mistura de CEV seco e CEV disponível em uma forma em suspensão. No entanto, é necessário usar suficiente CEV secado para dar um teor em sólidos aceitável. Um alto teor em sólidos no material úmido auxilia na redução na formação de película no processo de secagem subseqüente enquanto mantendo um elevado teor de sólidos de acordo com a invenção.

Preferivelmente, o CEV seco é preparado por uma técnica de secagem apropriada. As técnicas de secagem apropriadas incluem:

secagem e pulverização do bolo;

secagem e pulverização da película;

secagem em ar quente giratória,

secagem por pulverização,

secagem por congelamento,

secagem pneumática,

secagem em leito fluidizado ou sólido parcialmente seco; e processos a vácuo incluindo secagem em prateleira a vácuo.

Preferivelmente, qualquer um dos aspectos ou quaisquer aspectos preferidos de qualquer aspecto da presente invenção podem ser combinados com o primeiro aspecto e a referência ao primeiro aspecto no processo do segundo aspecto deve ser consequentemente interpretada do mesmo modo.

Quando utilizado, o polímero resistente à hidrólise pode ser copulado com a vermiculita por um agente de copulação.

Em uma gaxeta enrolada em espiral de acordo com este aspecto preferido da invenção, verificou-se que a camada é mais resistente à água do que um material contendo somente vermiculita e um agente de copulação e também mais resistente à água do que um material contendo somente vermiculita e um polímero.

O agente de copulação pode ser um silano, por exemplo um silano funcional vinila como trietóxi vinil silano (CH3CH2O)SSiCH=CH2.

Também é possível para o material resiliente compreender vermiculita não esfoliada (intumescente) que pode, no aquecimento da gaxeta, por exemplo in situ, formar TEV para intumescer a camada resiliente e, assim, melhorar a vedação.

O material resiliente pode ser ligado à tira de suporte por adesivo, mas pode ser vantajoso ser for mecanicamente ligado. Preferivelmente, no entanto, não é requerido adesivo.

Preferivelmente, a tira de suporte tem porções de extremidade que não são ligadas ao material resiliente, de modo que estas porções de extremidade podem ser soldadas na formação da gaxeta.

Em uma gaxeta enrolada em espiral, de acordo com qualquer aspecto da invenção, verificou-se que as partículas da carga semelhante a placa quando presentes, tendem a se orientar no plano da tira e atuar como um grande número de molas de folhas finas, assim melhorando a vedação.

De acordo com qualquer aspecto da presente invenção, a carga semelhante a placa pode ser selecionada dentre o grupo consistindo de talco, dissulfeto de molibdênio, nitreto de boro hexagonal, pedra-sabão, pirofilita, vermiculita termicamente esfoliada moída, mica, fluorômica, grafita em pó, flocos de vidro, flocos de metal, flocos cerâmicos, ou cauíinitas. No entanto, um material de vermiculita particularmente preferido é um com um tamanho de placa substancialmente na faixa de 50-300 μm, por exemplo FPSV disponível de W R Grace & Co. FPSV é uma marca registrada de W R Grace & Co.

Geralmente, uma carga em forma de placa tem uma largura média de placas de, pelo menos, três vezes a espessura média.

A camada de vedação pode compreender 5-80%, por exemplo 20-50% em peso, da carga semelhante a placa, preferivelmente 25-40% da carga semelhante a placa está presente na camada de vedação secada.

É ainda outro objeto de qualquer aspecto da presente invenção prover uma gaxeta enrolada em espiral compreendendo uma tira de vedação com base em vermiculita esfoliada, cuja tira compreende um aglutinante polimérico, a tira provendo melhorada vedação em temperaturas em que o aglutinante degrada.

Opcionalmente, a tira de vedação de qualquer aspecto da presente invenção também compreende um material intumescente selecionado de modo que ele dilata em temperaturas em que referido polímero resistente à hidrólise degrada.

Em uma gaxeta enrolada em espiral de acordo com este aspecto opcional da invenção, em temperaturas que levam o aglutinante a degradar, o material intumescente dilata para pelo menos parcialmente encher o vazio deixado pelo aglutinante, assim ajudando a manter a vedação.

Preferivelmente, o material intumescente é uma vermiculita não esfoliada porque, após esfoliação, ela tem boa resistência térmica. Outra possibilidade é usar vermiculita parcialmente esfoliada, isto é vermiculita que foi esfoliada em uma menor temperatura do que normalmente requerido para esfoliar a mesma completamente. A vermiculita não esfoliada ou parcialmente esfoliada pode ser tratada (por processos que são conhecidos por si) para reduzir a temperatura em que a esfoliação ocorre, por exemplo, a temperatura pode ser reduzida a tão baixo como 160 0C. Outros materiais intumescentes possíveis incluem grafite dilatável, silicato de sódio, e perlita.

O material intumescente pode formar até 50 %, em peso, da camada, mas até 20% é preferido.

A fim de que a invenção seja melhor compreendida, formas de realização da mesma serão descritas a título de exemplo com referência aos desenhos anexos em que as figuras 1 e 2 ilustram a construção de uma gaxeta enrolada em espiral convencional.

Com referência primeiro às figuras 1 e 2, a figura 1 é uma vista em planta de aproximadamente metade de uma gaxeta enrolada em espiral completa com metade de seu anel de guia associado. A figura 2 é uma vista em seção transversal tomada na linha A-A da figura 1. Isto é mostrado um pouco aumentado para fins de ilustração. Nas figuras, a gaxeta compreende uma pluralidade de voltas de uma tira de metal em seção transversal geralmente em forma de "V". As voltas mais internas 12 e as voltas mais externas 13 são livres do material de gaxeta. A extremidade livre interna 14 é fixada por solda por pontos para a volta subjacente adjacente; a extremidade livre externa 15 é, do mesmo modo, fixada na volta subjacente adjacente, também por solda por pontos. Uma pluralidade de voltas 11 de um material de gaxeta relativamente macio 11, de acordo com a invenção, são inter-folheadas com as voltas de metal intermediárias 10 durante o enrolamento, como melhor visto na figura 2. A estrutura em espiral global é, assim, um laminado intercalado entre voltas de metal simples.

O aro radialmente externo da espiral tem uma região de bico 17 definido pelo ápice da seção transversal em "V". Isto permite que ele seja "encaixado" em um anel de guia externo 16, cuja borda interna é provida com uma ranhura usinada ou prensada 18 para receber o mesmo.

Em uso, o anel de guia 16 é usado para centralizar a gaxeta completa dentro do círculo do parafuso de uma junta de tubo com flanges. de modo comum (não mostrado). Os parafusos são apertados de modo que os flanges opostos aplicam pressão nas faces frontal e traseira do anel enrolado em espiral. Este é, então, progressivamente comprimido através de deformação da seção transversal em forma de "V" até os flanges do tubo se assentarem sobre as faces do anel de guia 16. A carga requerida para obter isto em uma gaxeta convencional típica é muito elevada, como é discutido em alguma parte neste relatório.

Segue-se agora uma descrição detalhada de exemplos ilustrativos de acordo com diferentes aspectos da invenção.

Método de teste

Para testar a funcionalidade de uma gaxeta, um dos testes mais apropriados é um desenvolvido pela Shell Petroleum Company e este teste foi usado para avaliar os exemplos.

O Procedimento de Teste SHELL

Este envolve submeter a amostra de teste (neste caso, gaxetas enroladas em espiral classe 300, de 10,16 cm) a um teste de vedação em temperatura ambiente, seguido por um teste de vedação em temperatura elevada (450°C). O aparelho de teste consiste de dois flanges de face elevada, com uma face de vedação acabada em Ra= 3,2-6,3 μm. Dois comprimentos curtos de tubo são soldados em cada flange, cada seção do tubo sendo tampada na extremidade oposta do flange, para formar uma câmara fechada; o aparelhamento de teste é montado com os flanges na horizontal, a amostra de teste entre os mesmos. Um elemento de aquecimento elétrico é ajustado na seção inferior; nitrogênio é admitido através da seção de topo, via válvulas que permite que o aparelhamento seja isolado do suprimento de gás.

A especificação do flange é ASTM A 182 Gr. Fl 1 ou Fl2

A especificação do tubo é ASTM A 335 Pl 1.

Os flanges são presos juntos usando parafusos de pino 8 X ASTM A 193 Gr. B16, com porcas ASTM A 194 Gr 4H, lubrificados com lubrificante em alta temperatura (graxa de sulfeto de molibdênic ou similar), tensão é aplicada preferivelmente usando tensionadores de parafuso hidráulicos, a faixa permitida de tensão de parafuso sinal sendo 210- 350 N/mm2 (a tensão usada nos testes descrita é de 300 N/mm2). Uma vez tensionado, o teste prossegue como a seguir:

1. Pressurizar o vaso a 51 bars e isolar o aparelhamento do suprimento de gás. Após o período de assentamento de 30 minutos, a pressão real é medida, então novamente após um intervalo de 1 hora.

2. Despressurizar o aparelhamento, aquecer a 450 0C a uma taxa de 100 °C/hora, então re-pressurizar a 33 bars. Deixar a temperatura do aparelhamento estabilizar a 450 0C, então medir a pressão de partida real, e novamente após 1 hora. Deixar o aparelhamento resfriar a temperatura ambiente (em qualquer caso, não acima de 50 °C) e reaquecer; registrar a pressão no final de um intervalo de 1 hora a 450 °C, então repetir o ciclo de resfriamento/ aquecimento. No final da permanência final em temperatura, a pressão é novamente registrada.

O procedimento de teste é detalhado no documento da Shell - "Requirements for Asbestos Substitutes for Jointing, Packing & Sealing" (Dol. Robbe & Voogd, expedido em maio 1992 c/O Shell International Petroleum Maatschappij B.V., The Hague). Sumário dos resultados de teste

Os resultados do teste das gaxetas preparadas de tira resiliente são resumidos abaixo, todos são espirais ASME B 16.20 classe 300, de 10 cm, com anéis internos e externos usando aço inoxidável 316 como a tira de suporte para a espiral. A construção preferida consiste em usar uma pressão de enrolamento de geralmente 2,81 kg/cm2, com 4 enrolamentos internos e 5 externos de aço. A tira isenta de polímero foi testada e, para melhorar a resistência à água, a tira contendo polímero tendo 5% NBR de aglutinante (como solução) foi também testada como para a formulação em Método A.

A construção e composição de amostrar, í-9 foram detalhadas abaixo.

Tabela 1

Sumário das amostras 1-9

Amostra 1 - Carga sem polímero, 3 enrolamentos internos e 4 enrolamentos externos de aço, enrolamento a 2,81 kg/cm.

Amostra 2 - Repetir como acima.

Amostra 3 - Carga sem polímero, 4 enrolamentos internos e 5 enrolamentos externos de aço, enrolado a 2,81 kg/cm2.

Amostra 4 - Repetir acima.

Amostra 5 - Como amostra 3, mas com 5% carga NBR (incorporada como látex)

Amostra 6 - Como amostra 3, mas com 5% carga NBR (incorporada como solução).

Amostra 7 - Como amostra 6, enrolada a 1,4 kg/cm2

Amostra 8 - Como amostra 6, com carga secada mas não curada*

Amostra 9 Como amostra 5, com carga à base de látex (2 1/2%) em aço 0,05 mm. (Teste realizado a 14,06 kg e 450°C. Quanto testado a 35,15 kg/cm , e 450 °C, a queda de pressão foi de inaceitáveis 14,06 kg/cm2 (aproximadamente 14 bars) após 1/2 hora de primeira permanência a 450 °C).

Amostras 5-7 tem carga curada antes do enrolamento (180°C/ 1 hora). Tabela 2 - Resultados de teste, amostras 1-9

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Os números em parênteses denotam perda de pressão após três ciclos térmicos.

Método A

A pasta é preparada como a seguir (misturador de lâmina Z).

Dispersão HTS Grace Microlite 18,07 kg

Pó PCEV Grace Microlite 9,49 kg

Pó Grace FPSV 6,58 kg

solução NBR* 6,10 kg

Silquest A151 Silane ** 0,19 kg

NB - FPSV é TEV moído fino.

* Este é preparado em misturador de solução em alta velocidade, alto cisalhamento, Papenmaier5 e NBR 500 g a 2500 g de tolueno, misturar 5 min (velocidade máxima), adicionar 31,3 g Perkadox BK 40B (agente de cura de peróxido), misturar mais 5 min e então transferir em recipiente vedável. ** equivalente a 0,103 kg silano (solução etanol).

a) adicionar tudo exceto solução borracha e silano. Misturar 5 min.

b) adicionar silano e misturar 5 min.

c) adicionar solução NBR e misturar 5 min. Mergulhar em saco plástico limpo e vedar em tubo de plástico.

Variações em Método A:

Pasta à base de látex, também contendo 5 %, em peso seco de NBR incorporado na forma de um látex à base d'água (40% sólidos) de modo que 2,50 kg de látex é equivalente a 6,10 kg de solução de borracha (amostra 5) Pasta sem polímero, em que o po^mero foi omitido da formulação acima (amostras 1-4).

Pasta de látex a 2 1/2% preparada dividindo a metade da quantidade de látex na amostra 5 acima (amostra 9).

Outros exemplos

Dois outros exemplos foram preparados como previamente descrito, mas usando uma variante isenta de solvente da pasta com base em látex nitrila (Breon 1562 (látex NBR) - 40% sólidos). Este é misturado de acordo com o dado ciclo, substituindo 1,02 kg de látex para a solução de borracha. A remoção do solvente se destina a deixar a pasta ser transportada com segurança (particularmente para frete aéreo). Método de aplicação

A pasta precisa ser aplicada na forma de uma suspensão espessa (consistência de "creme de manteiga" e é preparada diluindo as formulações de pasta que são descritas abaixo pela adição de água. Tomar 2 partes de pasta (até 2 kg) romper em grumos do tamanho de uma mão cheia, em um recipiente limpo, e despejar sobre 1 parte de água (em peso), agitar em uma textura consistente. A formulação preferida para a pasta (sem a água adicional) é descrita abaixo. Um revestimento uniforme da pasta que seca em aproximadamente 0,6 mm de espessura é aplicado para uma espessura de folha de formação de até 0,1 mm usando uma espátula fixada em cerca de 2 mm. A pasta pode ser deixada secar em temperatura ambiente, quando então a água de formação é então removida para deixar uma película de pasta. A camada de pasta é então secada ainda, a 120 0C, a película na forma de uma tira de 124 mm de largura por até 5 m de comprimento é, então, dividida e enrolada, tipicamente, a película é passada anteriormente através de roletes onduladores para a tornar mais flexível.

Alternativamente, a pasta pode ser aplicada por uso de uma espátula "dupla" de modo que se aplica um revestimento grosseiro da suspensão, e a segunda o alisa, regulando a espessura e removendo quaisquer bolhas de ar ao mesmo tempo.

Em um método, a possibilidade é visada de acionar a folha de formação, de modo que ela se movimenta em uma taxa constante através do dispositivo de revestimento.

O CEV usado foi dispersão HTS de W R Grace, que tem aproximadamente 15% de sólidos. O CEV seco usado foi "Micro Iite Powder" de W R. Grace. O FPSV foi também obtido de W R Grace. A borracha usada nestes exemplos foi ou borracha Nitrila N36C80 da Zeon.

A atenção do leitor é dirigida para todos os trabalhos e documentos que foram depositados concorrentemente com este ou antes deste relatório em conexão com este pedido e que são acessíveis para inspeção pública com este relatório, e os conteúdos destes trabalhos e documentos são aqui incorporados por referência.

Todos os aspectos descritos neste relatório (incluindo quaisquer reivindicações anexas, resumo e desenhos), e/ou todas as etapas de qualquer método ou processo assim descrito, podem ser combinados em qualquer combinação, exceto combinações onde pelo menos alguns destes aspectos e/ou etapas são mutuamente exclusivos.

Este aspecto descrito neste relatório (incluindo quaisquer reivindicações anexas, resumo e desenhos) pode ser substituído por aspectos alternativos atendendo ao mesmo, equivalente, ou similar fim, salvo se expressamente descrito de outra forma. Assim, salvo expressamente descrito de outra forma, cada aspecto descrito é um exemplo apenas de uma série genérica de aspectos equivalentes ou similares.

A invenção não é limitada aos detalhes da(s) forma(s) de realização acima. A invenção é estendida a qualquer novo, ou qualquer combinação nova, dos aspectos descritos neste relatório (incluindo quaisquer reivindicações anexas, resumo e desenhos), ou a qualquer novidade, ου a qualquer nova combinação das etapas de qualquer método ou processo assim descrito.

Claims

1. Gaxeta enrolada em espiral, compreendendo uma tira de vedação (11) enrolada em uma espiral e uma tira de suporte (10) enrolada em uma espiral em tal modo que a espiral da tira de vedação (11) é formada interposta entre as voltas da tira de suporte (10), a tira de vedação (11) compreendendo um material resiliente constituído de um componente de vermiculita quimicamente esfoliada (CEV) em uma proporção de pelo menos 25% p/p da tira de vedação (11), sendo o componente de vermiculita quimicamente esfoliada (CEV) pelo menos parcialmente derivado de CEV seco, caracterizada pelo fato de que a tira de vedação (11) é isenta de uma tira de veículo para evitar o rompimento da tira de vedação (11) durante a formação da gaxeta enrolada em espiral.

2. Gaxeta de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o material resiliente também compreende um polímero resistente à hidrólise para melhorar a resistência à água da tira de vedação (11), a proporção do polímero não excedendo 20% p/p da tira de vedação (11).

3. Gaxeta de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o material resiliente ainda compreende um material de carga semelhante a placa.

4. Gaxeta de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a tira de vedação (11) tem um teor de umidade baixo durante o enrolamento da espiral.

5. Gaxeta de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a tira de vedação (11) tem um teor de umidade baixo durante a remoção da folha de formação em que são formadas as tiras ou camadas de vedação.

6. Gaxeta de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que a proporção de CEV é pelo menos de 30% p/p da tira de vedação (11).

7. Gaxeta de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -6, caracterizada pelo fato de que o nível de CEV cai dentro da faixa de 25 a -80% p/p da tira de vedação (11).

8. Gaxeta de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a -7, caracterizada pelo fato de que a proporção do polímero é menor do que -15% p/p da tira de vedação (11).

9. Gaxeta de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -8, caracterizada pelo fato de que o componente de vermiculita quimicamente esfoliado inclui suficiente CEV seco, para prover uma massa de camada de vedação úmida com um teor de água reduzido que é capaz de ser seco antes de ocorrer uma substancial formação de pele.

10. Gaxeta de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -9, caracterizada pelo fato de que a tira de vedação (11) tem um nível de umidade na faixa de 3 a 20% p/p do material resiliente da tira de vedação (11) durante o enrolamento da gaxeta.

11. Gaxeta de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que o nível de umidade da tira de vedação (11) durante o enrolamento está na faixa de 2 a 10% p/p do material resiliente da tira de vedação (11).

12. Gaxeta de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -11, caracterizada pelo fato de que a tira de vedação (11) compreende pelo menos 80% de material resiliente.

13. Processo para produzir uma tira de vedação (11) para uma gaxeta enrolada em espiral de acordo com qualquer uma reivindicação 1 a 12, compreendendo as etapas de: (a) aplicar um material de tira de vedação (11) úmido para uma folha de formação para formar uma camada; e, (b) secar parcialmente a camada de tira de vedação (11) úmida sobre a folha de formação, caracterizado pelo fato de compreender ainda as etapas de: (c) remover a camada da folha de formação; e, (d) cortar a camada em tiras apropriadas para uso na formação de uma gaxeta enrolada em espiral.

14. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o teor em sólidos do material de tira de vedação (11) úmido antes da etapa de secagem está na faixa de 20 a 70% p/p do material.

15. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações -13 ou 14, caracterizado pelo fato de que a etapa (c) é realizada após a etapa (d).

16. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações -13 a 15, caracterizado pelo fato de que a tira de vedação (11) compreendendo um material resiliente constituído de um componente de vermiculita quimicamente esfoliada (CEV)

17. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações -13 a 16, caracterizada pelo fato de que o teor de sólidos da camada de tira de vedação (11) está na faixa de 25 a 60% p/p do material úmido.

18. Gaxeta ou processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizada(o) pelo fato de que o CEV é misturado com um agente de enchimento semelhante a placa apropriado como uma vermiculita termicamente esfoliada (TEV).

19. Gaxeta ou processo de acordo com ,a reivindicação 18, caracterizadafo) pelo fato de que o agente de enchimento compreende menos que 75% p/p da tira de vedação (11).

20. Gaxeta ou processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 ou 13 a 17, caracterizado pelo fato de que o teor de água da camada parcialmente seca durante a remoção da folha de formação está na faixa de 3 a 20% p/p.

21. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações -13 a 17 ou , caracterizado pelo fato de que uma etapa de secagem adicional é realizada após a remoção do material de camada de vedação da camada de formação.

22. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações -13 a 17 ou 20 ou 21, caracterizado pelo fato de que a massa do material de camada de tira de vedação (11) úmido é secada a temperaturas entre 50 e 135°C.

23. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações -13 a 17 ou 20 a 22, caracterizado pelo fato de que o material de tira de vedação (11) úmido é espalhado sobre a folha de formação usando uma técnica de espalhamento apropriada como a aplicação de uma espátula.

24. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações -13 a 17 ou 20 a 23, caracterizado pelo fato de que o material de tira de vedação (11) úmido está na forma de uma pasta espalhável.

25. Gaxeta de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -12 ou 18 ou 19, caracterizada pelo fato de que a relação relativa de CEV derivado não seco para CEV seco no componente de tira de vedação (H) secado está entre 0,01:1 e 20:1.

26. Gaxeta de acordo com qualquer uma das reivindicações Ia -12 ou 18 ou 19 ou 25, caracterizada pelo fato de que o tamanho de partícula de pelo menos uma proporção substancial, pelo menos 90% por exemplo, do CEV é maior do que 50 μιη.

27. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações -13 a 17 ou 20 a 24, caracterizado pelo fato de que o componente de vermiculita quimicamente esfoliada (CEV) no material úmido compreende uma mistura de CEV seco e CEV na forma de suspensão.

28. Gaxeta, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -12 ou 18 ou 19 ou 25 ou 26, caracterizada pelo fato de que o material resiliente é mecanicamente ligado à tira de suporte (10).

29. Gaxeta de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -12 ou 18 ou 19 ou 25 ou 26 ou 28, caracterizada pelo fato de incluir, como uma carga semelhante a placa, material de vermiculita com um tamanho de placa de pelo menos 90%, na faixa de 50-3OQ μιη.

30. Gaxeta de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -12 ou 18 ou 19 ou 25 ou 26 ou 28 ou 29, caracterizada pelo fato de que a camada de vedação compreende de 5 a 80% de carga semelhante a placa na camada de vedação secada.